基于MSP430单片机的智能锂电池充电器设计_谢志英
基于MSP430单片机的智能充电器设计
福建电脑2010年第2期基于MSP430单片机的智能充电器设计郭伟（石家庄经济学院信息工程学院河北石家庄050031）【摘要】：针对铅酸蓄电池充电器，在充电过程中，不能对电流、电压实时性监测，交互能力和控制能力弱等问题，设计了一种基于MSP430F169单片机能够实时显示电流、电压大小，并且可以调节电流大小的智能充电器。
这种充电器具有硬件电路简单，功耗低等特点。
【关键词】：铅酸蓄电池；MSP430F169;智能充电器1、引言随着人们生活水平的提高，汽车，电动车在人们的生活中日益普遍，汽车的电瓶作为储存电能的主要设备,如启动马达,大灯,雨刷器,车载电脑等等，都离不开汽车电瓶；作为电动车的主要动力来源的铅酸蓄电池也需要不断的及时充电，才能满足日常生活的需要。
普通的汽车电瓶充电器，不能够对充电器的电流大小进行控制，往往以恒压的方式进行充电，这种充电的方式的特点是控制简单，但是在开始充电时，充电电流过大，由于待充电电池的初始电压与设定的恒压值之间电压差值较大，容易在接触端发生电火花，过大的电流容易使电池发热，使两极电解水，析出气体，影响电池的寿命。
所以在开始充电阶段，一定要加保护措施，限制电流的最大值[1]。
因此，设计一种智能的汽车电瓶充电器，能够控制充电电流的大小是非常有意义的。
2、智能充电的系统结构MSP430F169是美国TI公司生产的16位超低功耗单片机，它具有超低功耗的结构体系（0.1～400微安的额定工作电流，1. 8～3.6伏的工作电压），丰富的存储器和外设，编程相对简单，良好的可扩展性。
且其ADC12是高精度的12位A/D转换模块,具有高速、通用的特点[2]。
如果采用传统的微处理器8051，则需要在外部扩展A/D转换模块，电路复杂，且很难达到较高的精度。
在此使用MSP430F169多功能超低功耗混合信号处理器则可以解决以上问题。
其内置8通道12bit A/D，电路简单且精度高。
MSP430F169内置256B Flash存储器能够方便的保存重要数据，且掉电不失。
基于单片机控制的锂电池充电器设计
基于单片机控制的锂电池充电器设计锂电池充电器是一种用于给锂电池进行充电的设备，可以帮助锂电池恢复电荷，延长其使用寿命。
在本文中，将设计一款基于单片机控制的锂电池充电器。
该充电器采用了单片机作为主控制器，能够对电池进行精确充电控制和状态监测，从而实现高效充电和安全使用。
首先，我们需要选择适合锂电池充电的充电电路。
在这里，我们选择了恒流恒压充电模式，这是一种最常见和最可靠的充电方式。
充电电路由电源、电流检测电阻、电流采样电路、电流反馈控制回路和电压反馈控制回路组成。
接下来，我们需要设计单片机控制电路。
为了实现对充电过程的精确控制，我们可以选择一款功能齐全且性能稳定的单片机，如STM32系列。
单片机将通过AD转换器读取电流和电压的值，并根据设定的充电算法计算出相应的控制参数，并通过PWM信号调节充电电路的输出。
同时，单片机还应该具备状态监测功能，以确保充电过程的安全性。
例如，单片机可以实时监测电压、电流和温度等参数，并根据预设的条件进行相应的保护措施，如断电、降功率或结束充电等。
此外，为了提高系统的可靠性和安全性，我们还可以添加一些辅助电路。
例如，过流保护电路可以通过检测输出电流是否超过一定的阈值来触发断电保护措施。
过热保护电路可以通过监测电池温度来触发降功率或断电保护。
短路保护电路可以通过监测电池和电路之间的电压差来触发断电保护。
最后，根据设计好的电路和程序，我们可以制作出实际的锂电池充电器原型。
在测试和调试的过程中，我们可以通过观察和记录充电电流、电压和温度等数据，来验证充电器的性能和可靠性。
综上所述，基于单片机控制的锂电池充电器设计是一个复杂而重要的工程。
通过合理的电路设计和程序编写，我们可以实现对锂电池的高效充电和安全使用，延长电池的寿命，为多种应用提供可靠的电源解决方案。
基于单片机技术的智能充电器设计
基于单片机技术的智能充电器设计1. 引言智能充电器是一种利用单片机技术实现智能控制的充电器，它能够根据充电设备的需求，自动调节充电电流和电压，实现高效、安全、快速的充电过程。
本文将详细介绍基于单片机技术的智能充电器设计，并探讨其在实际应用中的优势和挑战。
2. 智能充电器设计原理2.1 单片机控制基于单片机技术的智能充电器采用单片机作为控制核心，通过编程实现对充电过程中各种参数的监测和调节。
单片机具有高速、低功耗、易编程等优势，可以实现精确控制和智能化管理。
2.2 充放电管理智能充电器设计中重要一环是对锂离子等可再生储能设备进行精确管理。
通过监测储能设备的状态参数（如温度、容量等），可以根据设备需求自动调节输出功率，并确保安全快速地完成充放电过程。
3. 智能化算法设计3.1 全局最优算法为了最大限度地提高储能设备的利用率，智能充电器设计中应用了全局最优算法。
该算法通过对充电过程中的各种参数进行实时监测和分析，优化充电过程中的功率分配，使得充电器能够以最高效率完成充电任务。
3.2 自适应调节算法智能充电器设计中还应用了自适应调节算法，通过对设备需求的实时监测和分析，自动调节输出功率和电压。
该算法可以根据设备需求的变化进行动态调整，以提高充电效率和减少能量损耗。
4. 智能充电器设计实现4.1 硬件设计智能充电器硬件设计包括选择合适的单片机芯片、功率模块、传感器等元件，并进行合理布局和连接。
其中单片机芯片需要具备足够的计算性能和存储空间，以支持复杂的控制算法。
4.2 软件设计智能充电器软件设计包括编写控制程序、界面程序等。
控制程序需要实现对各种参数的监测、分析和控制，并根据设备需求进行动态调整。
界面程序可以提供用户友好的操作界面，并显示相关的充电信息。
5. 智能充电器的应用优势5.1 高效充电基于单片机技术的智能充电器能够根据设备需求智能调节输出功率和电压，以最高效率完成充电任务。
相比传统充电器，智能充电器可以大大缩短充电时间，提高储能设备的利用效率。
基于单片机的智能电池充电器的设计
基于单片机的智能电池充电器的设计智能电池充电器是一种能够智能识别电池类型和状态，并能根据电池需求实现快充和慢充的充电器。
本文将介绍一种基于单片机的智能电池充电器的设计。
一、设计原理智能电池充电器采用了单片机作为控制核心，通过对电源和电池状态进行实时监测以及控制充电电流和电压等参数，从而实现对电池的智能化管理。
二、主要功能1.电池类型识别：通过检测电池的电压和电流波形，智能电池充电器能够自动识别电池的类型，包括锂电池、铅酸电池等等。
2.电池状态检测：充电器能够实时监测电池的电流、电压以及温度等参数，通过这些参数的变化，判断电池的充电、放电状态，从而保证电池的安全和寿命。
3.充电控制：智能电池充电器可以根据电池类型和状态，动态调整充电电压和电流，以实现快充和慢充的切换，从而提高电池的充电效率和安全性。
4.过充保护：当电池充电至预设的电压值时，充电器能够自动停止充电，防止过充，保护电池安全。
5.温度保护：当电池温度过高时，充电器会自动停止充电，保护电池不受损坏。
三、硬件设计智能电池充电器的硬件设计包括电源电路、电流电压检测电路、控制电路和显示电路四个主要部分。
1.电源电路：充电器所需的电源电压一般为DC12V或AC220V，通过整流和滤波电路将交流电转化为直流电，并通过稳压电路将电压稳定在适合电池充电的范围内。
2.电流电压检测电路：用于实时检测电池的电流和电压值，通常采用放大电路和模数转换电路将模拟信号转化为数字信号，以供单片机进行处理。
3.控制电路：包括单片机和相关外围电路，单片机根据检测到的电池类型和状态，通过控制电源电压和电流调整电池的充电方式和速度。
4.显示电路：用于显示电池的充电状态、电流、电压等相关信息，通常采用数码管、LCD等显示器件。
四、软件设计智能电池充电器的软件设计主要包括单片机的程序设计和算法设计。
1.程序设计：根据单片机的指令系统和硬件接口进行开发，程序主要包括电池类型识别、电池状态检测、充电控制和保护控制等功能。
基于单片机的锂电池充电器设计大学论文
毕业论文（设计）题目基于单片机的锂电池充电器设计系部电气工程系专业电气自动化技术班级学生姓名指导教师职称2015 年3 月1引言 (1)2绪论 (1)2.1课题研究的背景 (1)2.2课题研究的主要工作 (3)3电池的充电方法与充电控制技术 (4)3.1电池的充电方法和充电器 (4)3.1.1电池的充电方法 (4)3.1.2充电器的要求和结构 (8)3.1.3单片机控制的充电器的优点 (9)3.2充电控制技术 (9)3.2.1快速充电器介绍 (9)3.2.2快速充电终止控制方法 (10)4锂电池充电器硬件设计 (12)4.1单片机电路 (12)4.2电压转换及光耦隔离电路 (16)4.3电源电路 (17)4.4充电控制电路 (19)4.4.1MAX1898充电芯片 (19)4.4.2充电控制电路的实现 (23)5锂电池充电器软件设计 (25)5.1程序功能 (25)5.2主要变量说明 (26)5.3程序流程图 (26)6总结 (28)参考文献 (29)附录 (30)附录1 电路原理图 (30)附录2 主要源程序 (31)致谢 (33)电子技术的快速发展使得各种各样的电子产品都朝着便携式和小型轻量化的方向发展，也使得更多的电气化产品采用基于电池的供电系统。
目前，较多使用的电池有镍镉、镍氢、铅蓄电池和锂电池。
它们的各自特点决定了它们将在相当长的时期内共存发展。
由于不同类型电池的充电特性不同，通常对不同类型，甚至不同电压、容量等级的电池使用不同的充电器，但这在实际使用中有诸多不便。
本课题设计是一种基于单片机的锂离子电池充电器，在设计上，选择了简洁、高效的硬件，设计稳定可靠的软件，详细说明了系统的硬件组成，包括单片机电路、充电控制电路、电压转换及光耦隔离电路，并对本充电器的核心器件—MAX1898充电芯片、AT89C2051单片机进行了较详细的介绍。
阐述了系统的软硬件设计。
以C语言为开发工具，进行了详细设计和编码。
基于单片机的锂离子电池充电器设计
基于单片机的锂离子电池充电器设计摘要:锂离子电池充电器应用非常广泛,它用到了单片机模数转换采样技术。
除此之外,锂离子电池充电器在电路设计上用到了保护机制与应急处理机制,基准电压发生器和多充电模式设计方法。
关键词:充电充电器单片机随着笔记本电脑、移动电话机以及小体积高功率电器的广泛应用,锂离子电池也被广泛地用作供电电源。
本人利用单片机设计锂离子电子电池充电器,由于充电器的规格和功能不同,其结构和电路布线也会软件设计存在很大的不同。
锂离子电池充电器的设计分为硬件设计、锂离子电池充电器的设计分为硬件设计、软件设计两个部分。
本文重点介绍充电器的硬件设计。
1 充电器功能的描述按照目前市面上常用的手机电池,设计了一款通用的锂离子充电放电曲线与充电器的设计参器。
只要用户手机电池的特性参数和充、只要用户手机电池的特性参数和充、放电曲线与充电器的设计参数相同,就可以利用它来进行充电。
按照锂子电池的特性参数和充放电曲线完成充电器设计,经产品测试后,可以完成的功能如下:(1)电池充电功能。
完成基本的功能,能按电池的充电曲线,完成恒流/恒压充电。
(2)LED指示。
电池正在充电,充电器的LED指示灯显示为红色;充电后,LED指示灯为绿色。
(3)保护机制。
当电池和充电器的工作温度超出设定的范围,或者充电电压出现异常时,系统的红色LED 指示灯间隔0.5s 闪烁一次。
此外,对于过压和过流状况采取相应的保护措施,保证充电的正常进行。
(4)异常处理。
系统能在排除异常后,重新恢复充电。
重新恢复充电。
2 充电器硬件设计充电器硬件设计2.1 系统设计框架及技术参数系统设计框架及技术参数设计系统框架时,应考虑系统的可靠性和安全性。
为了保证充电不对电池造成永久性的损坏,在设计中必须考虑保护措施(包括过流保护,过压保护和温度保护)。
另外,充电器充电过程包括了恒流工作阶段和恒压工作阶段,且系统必须保证恒流、恒压的稳定性。
系统的设计框架,包括电压/温度采样模块、开关控制模块、保护机制模块和充电模块(实际设计中并没有严格按照这种顶层的模块划分)。
基于单片机的智能充电器设计 毕业设计论文
毕业设计（论文）设计（论文）题目：基于单片机的智能充电器设计系别：电子系专业：电子信息班级：姓名：学号：指导教师：完成时间：基于单片机的智能充电器设计摘要随着电子技术的不断发展，便携式设备扮演了重要的角色，而小型款便携式的手机充电器可以便利和丰富人们的生活。
本文从锂电池的结构原理着手，通过的锂电池性能及常用充电方法的研究比较，以及结合目前手机充电器的使用情况，设计一款由新型微处理器，针对市场上常见手机锂电池的充电器智能充电电路控制功能本次设计是基于AT89C51单片机的智能充电器的设计方法。
该充电器可以实现采集电池的电压和电流，并对充电过程进行智能控制。
它可以自动计算电池的已充电量和剩余的充电时间，也可以改变参数来适应各种不同电池的充电。
系统中的管理电路还具有保护功能，可以防止电池的过充和过放对电池造成损害。
[关键词]:充电器单片机智能目录绪论 (1)第1章智能充电器的概述 (2)1.1.1充电器设计思想 (2)1.1.2锂离子电池充电模式 (2)1.2智能充电器定义 (2)1.3设计任务及要求 (3)1.4设计方案论证 (3)第2章硬件设计 (4)2.1 处理器 (4)2.1.1单片机的定义 (4)2.1.2单片机的应用领域： (4)2.1.3单片机基本组成与内部结构 (5)2.1.4 单片机的工作过程 (6)2 . 2 采样部分 (8)2.2.1 模/ 数转换器AD574 (9)2.2.2 电流传感器MAX471 (11)2.2.3 控制器 (12)第3章软件设计 (16)3.1 PWM软件技术的基本原理 (16)3.2 程序功能 (18)3.3 单片机控制程序设计 (18)3.4 定时器0和外部0程序设计 (20)心得体会 (23)致谢 (24)参考文献 (25)附录1： (26)附录2：定时器0与外部中断0程序 (27)绪论目前, 市场上手机充电器种类繁多, 但其中也有很多质量低劣的不合格产品。
基于单片机的智能充电器硬件设计
邮局订阅号：82-946120元/年技术创新嵌入式与SOC《PLC 技术应用200例》您的论文得到两院院士关注闫艳霞:讲师硕士基金申请人:姜利英;基金资助项目名称:基于BNI 融合的传感器构筑及性能研究;基金颁发部门:国家自然科学基金委;基金编号:(61002007)基于单片机的智能充电器硬件设计Design of intelligent charger based on single-chip microcomputer(郑州轻工业学院)闫艳霞姜利英姜素霞YAN Yan-xia JIANG Li-ying JIANG Su-xia摘要:锂离子电池以其诸多优点成为应用最广泛的可充电电池,针对锂离子电池充电器的不足,设计了一种采用单片机控制的智能型充电控制器,系统硬件组成包括单片机电路、充电控制电路、电压转换及光耦隔离电路,该智能充电器实现智能控制预充、快充、满充三个充电进程,判断充电终止状态,能够有效防止锂离子电池的欠充或过充,具有高效安全的充电控制、过压保护和过流保护功能。
关键词:锂离子电池;智能充电器;AT89C51;MAX1898中图分类号:TN248.4文献标识码:AAbstract:Lithiumion batteries have become the most widely used rechargeable batteries due to their many bined with the shortcomings of common chargers,I try to design a type of intelligent battery charger based on microcomputer.The hardware cir -cuits of the system include microcomputer circuit,charge control circuit,voltage transformation and the light pair isolating circuit..It can control both the three charging process which include previous charge,fast charge and full charge,and judge the charge termina -tion state smartly.It aslo can prevent less charged or overcharged of lithium battery effectively,it also has the functions of high secu -rity charge control,over-voltage protection and over-current protection.Keywords:Lithium battery;intelligent battery charger;AT89C51;MAX1898文章编号:1008-0570(2012)10-0207-02引言电池技术的进步要求复杂的充电算法以实现快速、安全的充电,因此需对充电过程进行更精确的监控(如对充、放电电流、充电电压、温度等的监控)。
基于MSP430单片机的充电器设计
基于MSP430单片机的充电器设计作者:Morningdew 日期:2010-5-4 18:42:16目前锂电池在手机、PDA和数码相机等便携式设备中应用非常广泛。
锂电池的充电器有许多解决方法（如专用的IC），本文将介绍采用MSP430F1122单片机实现锂电池充电的系统。
虽然目前市场上有专用的IC来实现充电器，但是由于采用单片机来实现充电器具有控制灵活、便于升级等优点，因此在实际产品设计中得到了广泛的应用。
使用单片机实现充电器的主要原理就是通过单片机产生PWM信号来控制充电电路。
在具体充电时，电池与BUCK转换器链接，PWM控制BUCK转换器的开和关来实现电池的充电。
另外，单片机还需要检测电池的充电状态，因此需要采集电池的电流、电压和温度参数，以判断电池是否已经充满。
因此使用单片机实现的充电器具有电路简单、成本低（单片机自带A/D转换电路，无需A/D转换芯片）等等特点。
如图1为系统的原理框图：图1（充电器设计系统框图）由图1可以看出，洗头膏的硬件电路比较简单，下面给予具体的介绍。
一、硬件电路设计系统的硬件电路主要由电源电路、BUCK转换电路和单片机电路三个部分组成，由于3.3V电源的电路在我的前篇博文中已有介绍，下面只介绍BUCK转换电路和单片机电路。
1、BUCK转换电路BUCK电路主要起降压和储能的作用，具体的电路如图2所示图2（BUCK转换电路）图2的左端为输入。
收PWM信号的控制，右端为输出，与电池进行连接。
BUCK 转换器与PWM信号结合使用就构成了充电部分，PWM主要起开关的作用，PWM的控制原理由图3所示：图3（PWM的控制原理图）在图3中，PWM由单片机产生，由于图3 起开关电路的作用，这样它就可以控制BUCK电路进行充电和储能。
2、单片机电路通过上面的介绍，单片机不仅要产生PWM信号，而且还需要采集电池的电压、电流和温度参数，以便对电池的状态（如是否充满）进行监视。
单片机电路如图4所示：图4（单片机电路）由图4可以看出，单片机利用定时器A产生PWM信号。
基于单片机技术的锂电池充放电管理系统设计
基于单片机技术的锂电池充放电管理系统设计摘要：随着科技的不断进步，锂电池逐渐取代了传统的镍氢电池和铅酸电池，成为了一种常见的电池类型。
然而，由于锂电池具有较高的电化学能量密度和较低的运行电压，其充放电过程需要严格控制，否则会产生安全风险。
本文基于单片机技术，设计了一种锂电池充放电管理系统，实现了对锂电池的充电和放电过程的自动控制和监测。
系统采用了多种保护措施，包括过压保护、欠压保护、过流保护和过温保护等，确保了锂电池的安全和稳定运行。
关键词：锂电池；充放电管理系统；单片机技术；安全保护Abstract：With the continuous progress of technology, lithium batteries have gradually replaced traditional nickel-hydrogen batteries and lead-acid batteries, becoming a common type of battery. However, due to the high electrochemical energy density and low operating voltage of lithium batteries, the charging and discharging process needs to be strictly controlled, otherwise there will be safety risks. In this paper, based on the single-chip microcomputer technology, a lithium battery charging and discharging management system is designed to achieve automatic control and monitoring of the charging and discharging process of lithium batteries. The system adopts multiple protection measures, including over-voltage protection, under-voltage protection, over-current protection and over-temperature protection, ensuring the safety and stable operation of lithium batteries.Keywords: lithium battery; charging and discharging management system; single-chip microcomputer technology; safety protection1.引言随着手机、平板、笔记本电脑、电动自行车等电子设备的不断普及，锂电池已成为一种不可或缺的能源来源。
基于MSP430的手机电池智能充电器
的 问 题 。 针 对 上 述 问 题 ，本 文 设 计 并 制 作 了 一 种 基 于
Ｏ 引 言
电子技 术 的快速发 展使 得各 种各 样 的 电子产 品都朝 着 便携式 和小 型轻量 化 的方 向发展 ，也使 得更 多 的 电子 产 品采用基 于 电池的供 电系统 。锂离 子 电池 由于工 作体 积 小 、质 量轻 、能量 高 、无 记 忆效 应 、无 污染 、 自放 电 小 、循 环寿命长等优点 而被用作手 机等 电子产 品的 电源 。 锂 离子 电池对 充 电器 的要求 比较 苛刻 。对保 护 电路 的要 求较高 ：充 电方式 是恒 流恒 压方 式 。为有效 利 用 电 池容量 ．需将 锂离 子 电池 充 电至 最大 电压 ，但是 过压 充
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈｅ ｃ ｔｇ ｒ ｆｃ ｒ ｅ ｓｎ ａｅ ｏ ｙ ｏ ｈａｇ ｒ ｉ ｕｍｅ ｏ ｓ ｒ ｕ ，ｂｕ ｓ ａｌ ａｈ ｋ ｎ ｆｃ ａｇ ｒｃ ｎ ｏ ｌ ｈ ｒ ｅ ｆ ｒ ｔｅ ｓｅ ｉ ｃ ｈ ｈｕ ａ ｅ ．Ｗ ｈｅ ｔｕ ｕ ｌ ｅ ｃ ｉ ｄ ｏ ｈ ｒ ｅ ａ ｎｙ ｃ ａｇ ｏ ｈ ｐ ｃｆ ｔ ｉｍ ｂ ｔ ｒ ｙ ｉ ｙ ｎ ｃ ａｇｎ ，ｔ ｅ ｃ ａ ｇ ｌ ｇ ｕ ｔｂｅｓｒｃ ｙ ｋ ｐ ｎ ｔ ｍ ｉ ｔ ｎ ｆ４． ｈ ｒｉ ｇ ｈ ｈ ｒ ｅｖｏｔ ｅ ｍ ｓ ｔｉａ ｅ ｔｉ ｈｅｈ ｔ ｉ ｏ ２±００ ０ ａ ａｏ ．０ ５ Ｖ，ｔｅ ｃ ａｇ ｅｏ ｉ ｓｕｕａｙ ｕ ｅ Ｃ．Ｉ ｅ ｃ ａｇ ｈ ｈ ｅ ｖ ｌｃｔ ｉ ｓ ｌ ｎｄ ｒ １ ｒ ｙ ｌ ｆｔ ｈ ｒ ｅ ｈ ｖｏｔｇ ｅ ｏ ｄ ４． ｌ ｅ ｂ ｙ ｎ ５Ｖ，ｉ ａ ｅｕｔｉ ｅｐｅｍａ ｅ ｔｄ ｍａ ｏ ｂ ｔｅ ．Ｔｏ ｓｌ ｈ ｓｐｒ ｌｍ ，ｔ ｓｇ ｋ ｓｔ ｅｓｆｔ ｆｈ ｉｍ ａ ｅ ｅ ａ ｔｃ ｎ ｒｓ ｌ ｎ ｔ ｒ ｎ ｎ ａ ｇ ｔ ａｔｒ ｈ ｅ ｙ ｏｖｅｔｉ ｏｂｅ ｈｅｄｅｉｎ ｔ ｅ ａｅ ｏ ｔ ｕ ｂ ｔ ｒ ｓ ａ ｈ ｙ ｈ ｉ ｉｔ ｏ ｓｄ ｒｔｏ ｎ ｏ ｃ ｎ ｉｅａｉｎ，ｍａ ｉ ｇ ｔ ｅ ｃ ａｇｅ ａ ｈ ｇ ｒｄｆｅｅ ｔｋｎ ｓｏ ｔ ｕ ａｔ ｒｅ ｎｄ ｄ ｃｅｓ ｅ ｉｆ ｎｃ ｆｔ ｈ ｇ ｒｕ ｏｎ ｔ ｋ ｎ ｈ ｈ ｒ ｒｃ ｎ ｃ ａ ｅ ｆ ｉ ｒ ｎ ｉｄ ｆｈｈｉｍ ｂ ｔｅ ｓａ ｅ ｒ ａｅｔ ｎ ｕｅ ｅ ｏ ｒ ｏ ｉ ｈ ｌ ｈｅ ｃ ａ ｅ ｐ ｈｅ ｒ ｈｈ ｕ ｂ ｔ ｒ ｆ ｐａ ａ ｆｒａ ｏ ｓ ｌ． ｔ ｍ ａ ｅ ｈ ｅｓ ｎ ｓ ａ ｓ ｐ ｓｉ ｅ ｉ ｙ ｂ Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ ｎｔｌｇ ｎ ｈ ｒｉ ｄ ：ｉ ｅｌ ｅ ｔｃ ｇｎｇ； ｓｆｔ ； ｈｈ ｕ ｔｅｙ； Ｍ Ｓ ４ ０ ｉ ａ ａｅ ｙ ｔｉ ｍ ｂａｔｒ Ｐ３
基于单片机的锂离子电池充电系统设计方案
济南大学泉城学院毕业设计方案题目基于单片机得锂离子电池充电系统设计专业电气工程及其自动化班级1301班学生姚良洁学号2013010873指导教师张兴达魏志轩二〇一七年四月十日学院工学院专业电气工程及其自动化学生姚良洁学号873设计题目基于单片机得锂离子电池充电系统设计一、选题背景与意义1、国内外研究现状自90年代以来,中国正日趋成为世界上最大得电池生产国与最大得电池消耗国。
随着科技得发展,人们对身边电子产品得数字化、自动化与效率得要求越来越高。
便携式电池成为用户得首选,随着各式各样得电池出现,用户在选用电池时,在考虑到电池得环保、性价比得同时,更加注重电池得便携性。
正因为锂离子电池具有高得体积比能量与环保性能,符合当前世界电池技术得发展趋势,逐渐成为市场得主流[1]。
我国锂电池行业得年增长率已超过20%,2016年电池总体需求量达到50亿块左右。
可见,在当前与今后相当一段时间,锂电池将成为我国电池工业得龙头。
虽然我国已就是仅次于日本得锂离子电池生产大国,市场增长空间巨大,但并非强国,在全球锂离子电池产业仍处于低端。
随着手机用户得日益增多,如何保养手机也成为了众多手机使用者面临得一个实际问题,而手机电池作为手机得一个重要组成部分,直接影响了使用寿命与性能。
智能手机得屏幕越来越大,功能越来越多,现有得锂离子电池产品越来越难以满足需求,选择合适得充电器,可以延长我们得手机锂离子电池得使用寿命。
现阶段消费者除了通过原厂配备得充电器给便携式设备充电之外,普遍采用得就是通过移动电源来补充电池得电量。
根据日本矢野经济研究所得预测,锂离子电池正以53、33%得年增长率快速取代传统得镍铬镍氢电池市场。
目前国内移动电源市场上主要得品牌有小米、爱国者、品胜、华为等,国外市场比较知名得品牌有BOOSTCASE、MALA 等。
移动电源市场在近几年得到了很大得发展,市场中出现了各式各样得品牌。
与此同时,在移动电源产品中也存在很多需要解决得问题。
基于单片机的锂离子电池充电系统设计
济南大学泉城学院毕业设计题目基于单片机的锂离子电池充电系统设计学院工学院专业电气工程及其自动化班级1301班学生姚良洁学号2013010873指导教师张兴达魏志轩二〇一七年五月十六日摘要近几年来，便携式电子设备日益趋向轻量小型化，其中主要原因之一是锂离子电池的广泛应用。
随着锂电池在各个市场的迅速发展,其充电与保护的问题也随之而来。
常见的锂离子电池充电设备存在充电模式单一、充电过程指示模糊、保护功能缺失等问题.针对上述问题，本设计进行了相应研究与实践。
本次课题设计的是一种基于AT89C51单片机的锂离子电池智能充电和保护系统。
选择了高效简洁的硬件设计和稳定可靠的软件设计.硬件组成包括单片机模块、充电控制模块、充电保护模块、信号采集模块、声光报警模块等。
并结合MAX1898充电芯片，C51高级语言编程软件设计,使系统具有检测锂电池充电状态，根据各个阶段自动切换充电模式，显示充电进度，充电器短路保护，充满电后自动关断等功能。
通过Proteus进行仿真，效果良好，提高了手机电池的使用效率，延长了电池的使用寿命，充分保证了锂离子电池充电过程的安全性，实现了智能充电.仿真实物制作为锂电池充电器的研发提供了依据.关键词：单片机;传感器；锂离子电池；智能充电ABSTRACTIn recent years, portable electronic devices are becoming lightweight and smaller，and one of the main reasons is the widespread use of lithium—ion batteries. With the rapid development of lithium batteries in various markets，the problems of charging and protection come along。
一种基于MSP430单片机的光伏充电装置设计
项目与明
Ｓｃ科ｉｅｎｃｅ＆技Ｔｅｃｈ视ｎｏｌｏｇｙ界 Ｖｉｓｉｏ ｎ
科技 · 探索·争鸣
２．９ 丸剂 的制 备
４＿３ 持
丸剂是 中药 制剂 中比较 常见的剂 型．在实训 项 目设计 中加入 丸剂 结果与过程考核相结合 ．过程考核主要考察学生的学 习态度 和动 手能
图 ２ 系统 设 计 原 理 图 ３ 软 件 设 计
软件设计基于输出功率和电压的双闭环控制。其 中，外环控制用 于实 时追踪最大 功率点 ，其控制 策略采用 的是爬 坡算法 ，由爬坡算法 计算 出当前环境下的最大功率输出点电压 ．此时所计算 出的电压作为 内环 电压 ＰＩ控制的 目标值。最后 由 ＡＤ采样到输入 和输 出电压 、电流 后用 ＰＩ调节 占空 比输 出 ＰＷＭ波 ，实现最大功率 跟踪和恒压 、浮空充 电 。
实 验测 试
专 ＰＷ Ｍ
＾
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图 ３ 系统控制策略
（下转 第 ７１页 ）
※基 金项 目：嘉兴学院 ２０１５年度校级重点 ＳＲＴ计划项 目资助（８５１７１５０８４ Ｊ。 作者简 介 ：何伟Ｊ￣，（１９９５ ０７．１３一 ），男，汉族 ，浙江台＇￣ｔＡ－，嘉兴 学院 ２０１３级本科生，电气工程 专业。 张威 （１９９５．０２．２（卜 ），男，汉族，浙江 台州人 ，嘉兴学院 ２０１３级本科生 ，电气工程专业。
、
Ｏ 引 言
求 。
ｒ
铅酸 电池常在无法 提供充 电电源 的环境下工作 ．因此 如何 让铅酸 ２ 硬 件 设 计
电池 在使 用过程 中进行 小电流充 电维 护以期延长 电池寿命是 一个亟
待解决的 问题 。针 对这个问题 ．设计 了基 于 ＭＳＰ４３０单片机 的光伏充
基于MSP430F149单片机的智能快速充电机的设计
Science &Technology Vision科技视界0引言随着新能源技术的发展,越来越多的设备上采用了蓄电池,由于用户不了解电池充电特性以及不良的充电习惯导致大多数蓄电池是“充坏的”,而不是“用坏的”,因此充电机性能好坏又直接影响到电池的性能。
本文根据蓄电池充电特性曲线设计了智能快速充电机,解决了传统充电机可靠性差、充电效率低、笨重、充电期间必须人工值守等问题。
能够有效的防止过充和欠充的情况发生,提高了充电的质量和效率。
1总体设计智能快速充电机由供电电源电路、单片机控制电路、输出调理电路、滤波整流电路(AC -DC 转换电路)、逆变电路(DC -AC 转换电路)、阻容吸收电路、SKHI22AH4R 模块输入调理电路和输出调理电路、电流电压检测电路组成。
系统总体组成框图如图1所示。
本设计将220V 单相交流电输入,经过由共模电感、电容桥电路以及两个半桥整流二极管组成的滤波整流电路,经过逆变电路得到高频交流脉冲电压。
此脉冲信号经过快恢复整流二极管和RC 滤波电路滤波,得到一个稳定的电压输出到负载。
MSP430F149单片机利用电压互感器LV25-P 和电流互感器LA100-P实时采集电压和电流。
本设计编写单片机程序根据采集的电压值和电流值决定下一阶段的充电电压和充电电流。
然后输出相应的控制信号,经过单片机内部的比较器输出脉宽可以改变的PWM 调制信号,给SKHI22AH4R 模块输入调理电路和输出调理电路,该电路配合SKHI22AH4R 驱动模块对逆变电路中MOSFET 场效应管进行控制,从而产生相应的电压值送给开关变压器,开关变压器的输出经过输出整流电路后给蓄电池充电。
图1充电机系统总体组成框图128*64的液晶屏建立友好的人机界面用来显示当前的输出电压、电流以及电池充电过程正处于第几个作者简介:刘皓(1993.01.08—),男,汉族,山东邹平人,本科,研究方向为复杂系统控制。
基于MSP430F149单片机的智能快速充电机的设计刘皓李英顺(沈阳工业大学,辽宁沈阳110870)【摘要】为了减少蓄电池充电时间,延长蓄电池的使用寿命,提出了基于MSP430F149单片机的智能快速充电机的设计方案,该充电机主电路采用了DC -AC 全桥逆变电路,以IGBT 为主控器件,运用移相脉宽调制(PWM )控制方式,实现IGBT 的软开关,配以MSP430F149单片机为智能控制单元,对充电机的运行状态进行监控和保护。
基于单片机控制的智能锂电池充电器
基于单片机控制的智能锂电池充电器智能锂电池充电器是一种通过使用单片机控制技术，对锂电池进行精确、高效的充电的设备。
它不仅能够提供安全、可靠的充电过程，还能够根据具体的需求对充电进行调节和优化。
本文将介绍智能锂电池充电器的工作原理、特点以及在实际应用中的优势。
一、工作原理智能锂电池充电器的工作原理基于单片机控制技术。
当电池连接到充电器时，充电器通过测量电池的电压、电流以及温度等参数，将这些数据发送给单片机。
单片机根据这些数据来判断充电状态，然后根据预设的充电模式来调节电压和电流进行充电。
同时，单片机还可以对充电过程进行实时监控和反馈，确保充电安全可靠。
二、特点智能锂电池充电器具有以下几个特点：1. 高安全性：智能锂电池充电器通过单片机控制技术实时监测和管理电池的充电状态，能够避免因过充、过放、过流等问题引发的安全隐患，有效保护电池和使用者的安全。
2. 高充电效率：智能锂电池充电器能够根据电池的需求来动态调节电压和电流，实现更加高效的充电，提高充电效率，缩短充电时间。
3. 多功能性：智能锂电池充电器可以配置多种充电模式，如恒压充电、恒流充电、三级充电等，以满足不同种类锂电池的充电需求。
4. 显示和保护功能：智能锂电池充电器通常配备有液晶显示屏，可以实时显示充电状态和参数，便于用户了解和掌握充电过程。
同时，它还具备过温保护、短路保护等多重安全功能，确保充电过程的安全性。
5. 设计精巧、体积小巧：智能锂电池充电器结构紧凑，外观美观，便于携带。
用户可以随时随地对锂电池进行充电，方便实用。
三、实际应用优势智能锂电池充电器在实际应用中有诸多优势：1. 广泛应用于移动设备领域：由于智能锂电池充电器的高效、安全、多功能特点，它广泛应用于手机、平板电脑、便携式音乐播放器等移动设备充电场景。
用户可以通过智能锂电池充电器轻松、安全地对移动设备进行充电。
2. 智能家居领域的充电设备：随着智能家居的快速发展，各类智能设备如智能手表、智能音箱等电子产品也得到了广泛应用。
基于单片机的智能手机充电器的设计(英文版)(doc 11页)
基于单片机的智能手机充电器的设计(英文版)(doc 11页)conventional linear chargers, one of the great advantages of using switching chargers solution is the capability to boost the charge current from what supplied by the source. This is especially important when powering off of a USB port where the current available might be limitedto less than 500mA. Higher charge currents equate to shorter charge cycles thus satisfying customer expectations.There are two kinds of battery chargers used in most handhelds now –linear chargers and switching devices. Linear chargers have a longer history. They have typically provided a relatively efficient, simple wayto charge portable devices, creating minimal noise without many external components. But as portable devices become more complex and add layersof new features, they need higher battery capacity. Linear chargers present liabilities due to power dissipation, which become clear if a user wants to charge a device while using at the same time. The heat generated while simultaneously using and charging can damage the systemor battery. Not a good outcome.The alternative is a switching device, or switch mode battery charger IC, that can deliver higher current levels to a battery while requiringas little power as possible. Historically, there have been some noise issues with these kinds of ICs. In addition, some early generations of switch mode devices have required several external components.However, the benefits of the switched mode battery topology are clear. They include higher efficiency and lower power dissipation, along with fast charging cycles. These devices also are capable of charging from higher input voltages, which allows the use of lower cost unregulated adapters. They can increase the charging current from current restricted sources.The noise from switching chargers usually comes during light load operation, particularly during preconditioning. As it decreases, many switching chargers move into an operation known as pulse skipping. In pulse skipping, the PWM frequency changes asynchronously. There have been battery charger ICs developed that supply high charge current with minimal thermal impact to the system using a switching charger, then switch into a linear charger during low current charging modes to minimize noise. This type of PWM switch mode charger with a linear mode has beena good development, providing high efficiency at the full constant current (fast charge) rate. The switching charger controls large constant current charge (up to 2A) with a PWM switching regulator. It automatically moves to linear mode while the battery is preconditioning and near the end of constant voltage taper charge mode, which lowers the noise whilethe switch mode speeds up charging. Once the charge current level dips below 300 mA, the linear mode kicks in completely and noise generated by the switching converter is eliminated.But now there are further advances. For example, an ideal solution for new handhelds is a complete charger for single cell Li+/ Polymer batteries with up to 1A charge current and advanced indication capabilities for full charge system monitoring. USB Compliant 100mA/500mA charge current settings are beneficial as are programmable pre-charge and fast charge. Many products also include battery temperature monitoring, which ensures safe charging.Companies such as Intersil are leading the development effort for new generations of charger ICs. These fully integrated solutions serve compact applications and provide charge controllers for higher power applications. Charge voltage accuracy is now at 0.5 percent, an improvement over just a few years ago, when an accuracy rating of 1 percent was considered good. Switching frequencies are up to 3 MHz and new switching chargers now provide up to 2A charge current, with one recent example being the ISL9220, which is suitable for both 1 and 2 cells Li Ion applications.In addition, new designs restrict leakage -- there is no less than 0.5uA typical leakage current off the battery when no input power is attached. These improvements also have become available in smaller and smaller packages, such as 4 x 4mm QFNs or 2 x 2mm CSPs, which save real estate in space-constrained handheld equipment.The latest battery charger ICs also are able to monitor the input voltage, the battery voltage, and the charge current. When any of the three parameters exceeds specific limits, the IC turns off an internalN-channel MOSFET to remove the power from the charging system to the battery. This kind of flexible efficiency is another of the improvements now available in these important devices, which are vital to the continuing growth and feature set expansion of mobile, handheld products.【作者】Marino, Giampaolo; Schmitz, Tamara【刊名】Electronic Component News 【出版日期】2010【卷号】Vol.54【期号】No.1【页码】16DESIGN AND IMPLEMENTATION OF A MICROCOMPUTER 8051 SYSTEM POWERED BY DUAL BATTERIES CHARGED BYSOLAR CELLSAbstractSingle-chip microcomputer systems are becoming increasingly popular in current control and information applications. However, due to their battery energy limitations, these systems have a very restricted operation time or recharge cycle if a single rechargeable battery supplies their power. We propose a design and implementation for the software and hardware of a microcomputer 8051 system powered by a dual rechargeable battery that is charged by solar cells. From a feasibility analysis of the queueing model for the stochastic charging and discharging process of the dual battery system, due to the random characteristics of weather conditions and users' operational behavior, we confirm that the average operation time for this model can be much longer than that of a single rechargeable battery power supply. The experimental results of our design also show approximately the same results as our model. With a two-thirds utilization ratio, we can obtain an average operation time four times as long in theoretical results, and three and half times as long in experimental results than with a single rechargeable battery power supply. In addition, the technology trend shows that the power consumption rate for a typical microcomputer system is decreasing and the power generation efficiency for typical solar cells is increasing. Hence, solar cells as the power charging sources for a microcomputer 8051 system supplied by a dual rechargeable battery can be feasible in the near future.Over the past few years, microcomputer system design researchers have been working with different levels of low-power technology. In terms of system, circuits, and device power saving, the results show that every year from 1992 to 1997 the average power consumption of a microcomputer computer decreased more than 20%,and from 1998 to 2001 it decreased by 10%.Reducing power consumption is important because of its potential toextend the recharge period of portable information applications. The longer the battery operation time before a recharge is needed, the more convenient it is for mobile users to operate a portable microcomputer system.Eventually, the power consumption of a single-chip microcomputer system will be small enough to be supplied or recharged by other power sources. One of the proposed power sources is mechanical vibration. Among others, we previously proposed solar cells that can be used as power supply sources. Although current mc-Si solar cell power generation efficiency is not high enough, their efficiency increased from 14.2% to 16.8%from 1990 to 1997.This improvement can reduce the gap between the charging and discharging rate of the power supply of a microcomputer system, so the probability of power exhaustion within a certain operational time is reduced each year.To prolong the battery operation time before recharging, in this article we present the software and hardware module for a single-chip microcomputer 8051 system with a dual battery charged by solar cells. Based on its design and implementation, this work also presents the estimation for power exhaustion probability and the experimental measurement for operation time that depends on the power generation efficiency of solar cells and the power consumption rate of a microcomputer. In addition, due to the overlapping of the charging and the discharging period, if the ratio between the charging and discharging rate is two thirds, then the operation time can potentially be prolonged four times in comparison with a single rechargeable battery.The rest of this is organized as follows. In Section 2, the technology trends with respect to the power consumption of a microcomputer and the power generation efficiency of solar cells are discussed. In Section 3, the queueing model for the stochastic charging and discharging behavior for the dual rechargeable battery in a single-chip microcomputer system is presented. In addition, the feasibility estimation for the dual rechargeable battery in a single chip microcomputer system is given. In Sections 4 and 5, the design and implementation of the software and hardware modules for this system are provided. In Section 6, the experimental results of this system are given. The last section presents conclusions.7. ConclusionsWe have presented the design and implementation of a microcomputer 8051 system powered by dual batteries charged by solar cells. The hardware components used are very common and are of low cost. The control programdesigned uses a common variety of assembly language. The experimental system has shown a very stable operation. From our observation of the theoretical and experimental results, we conclude that this dual-battery design has the potential to extend the average operation time of such a microcomputer by 200%. For a two-thirds utilization ratio in our design, we can gain four times the average operation time of a single-battery design from the theoretical results, and three and a half times the average operation time from experimental results. The difference between the theoretical results and the experimental results is a result of error in the battery-charging process. In addition, when our system operates in strong sunshine, it can work continually without battery exhaustion because the energy generation by the solar cells is greater than the energy consumption of 8051 system.【作者】Y.-W. Bai; C.-L. Chang【刊名】International Journal of Power & Energy Systems【出版日期】2002【卷号】Vol.22【期号】NO.3【页码】125-135译文电池充电器集成电路的改进跟上移动手机功能快速增长的速度在全球无线连接的时代，几乎没有什么比让一个智能手机或移动互联网设备保持带电更重要了。
基于单片机的锂电池充电器设计
基于单片机的锂电池充电器设计锂电池是一种高能量密度、长寿命、轻巧的电池，被广泛应用于便携式电子设备、电动工具、无人机等领域。
为了正确而安全地充电锂电池，我们可以设计一个基于单片机的锂电池充电器。
本文将详细介绍此设计。
首先，我们需要明确设计的目标和要求。
一个理想的锂电池充电器应具备以下特点：充电电流可调；充电电流稳定性好；电池充电过程可实时监测；充电接口友好；具备过充保护、过放保护等安全保护机制。
基于这些要求，我们可以开始设计锂电池充电器。
一、电路设计1.电源电路设计：我们可以采用交流-直流变换的方式，将交流电源转换为直流电源供给锂电池充电器。
这里我们选择了一个标准的变压器、整流桥和滤波电容组成的整流电源模块。
变压器将交流电压转换为较低的交流电压，整流桥将交流电压整流为直流，滤波电容将直流电压进行平滑。
2.充电控制电路设计：充电控制电路是整个充电器的核心部分。
我们选择使用单片机作为控制器，采用PWM控制方式调节充电电流。
单片机内置了计数器和定时器功能，可以根据设定的参数控制PWM输出，实现电流的调节。
通过监控电池电压和充电电流，单片机还可以进行实时监测和保护控制。
3.充电保护电路设计：为了确保充电过程的安全，我们需要设计过充保护电路和过放保护电路。
过充保护电路主要用于监测电池电压，当电池电压超过设定的阈值时，会切断充电电路，以避免过充。
过放保护电路主要用于监测电池电压，当电池电压低于设定的阈值时，会切断充电电路，以避免过放。
这些保护电路一般使用功率MOS管来实现。
二、软件设计为了实现充电器的功能，我们需要编写相应的软件程序。
软件程序主要包括以下几个方面的功能：1.充电控制功能：根据选择的充电电流设置，通过PWM控制充电电流，并实时监测电池电压和充电电流。
2.充电保护功能：在充电过程中，实时监测电池电压，一旦电池电压超过设定的阈值，立即切断充电电路，避免过充。
一旦电池电压低于设定的阈值，立即切断充电电路，避免过放。
基于单片机的智能充电器设计
目录第1节引言 (2)1.1 蓄电池的特点 (2)1.1.1镍铬电池和镍氢电池 (2)1.1.2锂离子电池 (3)1.2 智能充电器 (3)1.3 本设计功能模块 (4)第2节系统设计思路分析 (4)2.1 智能化的实现 (5)2.2 电池充电芯片的选择 (5)2.2.1 如何选择电池充电芯片 (5)2.2.2 芯片MAX1898 的特点 (6)2.2.3 MAX1898 的充电工作原理 (6)第3节系统主要硬件电路设计 (9)3.1 主要器件 (9)3.2 电路原理图及说明 (10)第4节系统的软件设计 (13)4．1 程序流程 (13)4．2 程序说明 (13)结束语 (16)参考文献 (17)附录 (18)基于单片机的智能充电器设计第1节引言目前，一部分的充电器不但能在很短的时间里将电量充足，而且还可以对电池起到一定的维护作用，修复由于使用不当造成的记忆效应，即容量下降现象。
设计比较科学的充电器往往采用专用充电控制芯片配合单片机控制的方式。
专用的充电芯片可以检测出电池充电饱和时发出的电压变化信号，比较精确地结束充电工作，通过单片机对这些芯片的控制，可以实现充电过程的智能化，例如，在充电后增加及时关键电源、蜂鸣报警和液晶显示等功能。
充电器的智能化可以缩短充电的时间，同时能维护电池，延长电池使用寿命。
51系列单片机也是当前使用最为广泛的8位单片机系列，其丰富的开发资源和较低的开发成本，使51系列单片机现在以致将来都仍会有强大的生命力。
在众多的51系列单片机中，AT89系列单片机在我国得到了极其广泛的应用，AT89系列单片机是美国Atmel公司的8位机产品。
它的特点是片内有Flash Memory是一种电可摩除和电写入的闪速存储器（记为FPEPROM），在系列的开发过程中可以很容易地进行程序修改，使开发调试更为方便。
随着社会的不断发展，人们使用各种家电设备、仪表以及工业生产中的数据采集与控制设备也在逐步走向智能化，所以充电器有它的巨大发展空间，同时电子产品的不断更新。
基于单片机控制的锂电池充电器设计
输 出欠 压 保 护
＜２２Ｖ
表 ２智 能 充 电器 功 能 指 示 灯 状 态
功 能 上电／等 待 充 电 准 备
充 电 充 满 过 温
红灯 关 关 常亮 关 闪烁
绿灯 常亮 ５ｓ闪 烁
关 常亮
关
电 压 异 常
红 绿 灯 间 隔 交 替 闪烁
２ 实验结果
·１８（）· 屯 子 世 界
图 ５主 运 行 程 序 部 分 锂 电池没有接时 ，单片机没有检测到锂 电池 电压Ｂ＋时， 单片机ＰＡ４ 送出低 电平 ，Ｑ９截止 ，Ｑ６，Ｑ７截 止，输 出电压就和锂 电池断开了。当锂
ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ Ｗ ＯＲＬＤ ·
电池接上时 ，单片机检测 到锂 电池 电压Ｂ＋，单片机ＰＡ４送 出高电平 ，Ｑ９
本 充 电器 硬件 包含 ： 电源 变 换ＡＣ／ＤＣ部分 、 电压 测 量 部分 、 电流 测 量 部分 、温 度测 量 部分 、输 出 电子 开关控 制 部分 、 显示 部分 等 。 图１是本 充 电器 的方 案系 统结 构 图。
图 ３输 出 电 子 开关 框 图
图１方案 系统结构 图 １．２ 电压 、 电流 、温 度测 量
本系 统 所 使用 的ＭＣＵ内部 集成 １２位 ＡＤＣ模 块 ，本 设计 采 用 １０ 位 精度 ，采 样０～５Ｖ电压 其精 度 可 以达到 １０ｍＶ，可 以满 足 要求 ，图 ２为 原理 图。
图４初 始 化 和 温 度 检 测 部 分
一
。 ｔ
』＝ — Байду номын сангаас
一
二＿
图 ２电压 、 电 流 、 温 度 测 量 电 路 图 单 片机 的ＰＡＯ口是输 出 电压采 样脚 ，ＰＡ３口是输 出 电流采 样脚 ， ＰＡ２口是散 热器温度 采样脚 ，ＰＡ５是风扇 控制脚 ，ＰＡ４是输 出电子开 关 控 制脚 ，ＰＡ６是 红色指示灯控 制脚 ，ＰＡ７是绿色 指示灯控制脚 。 １．３ 输 出 电子开 关 由 于 电 动摩 托 车 、 电动 自行 车 用 的 锂 电池 组 的 电压 都 较 高 ， 在 ２８￣７２Ｖ之 间 ，充 电器输 出都 有 几千 ｕＦ的 电解 电容 ，如 果 没有 输 出 电 子开 关 ，用 户在 把 充 电器插 头插 到 锂 电池时 ，会 产 生较 大 的火 花 ，存 在 安全 隐 患 ，用户 体 验也 不好 ，所 以充 电器输 出必须 增加 电 子开关 ，具 体线 路 图 见 图３。
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到单片机，－（3 脚）是发光二极管的负极，直接连接到地。 将得到
一个反相输出（即在 2 脚输入高电平时，其 6 脚所得到的输出是
低电平），为了实现输入高电平，输出也为高电平的目的，设计时
在输出端连接一个具有“非门”作用的元件，我们选用了反相器
件 74LS00。 电路连接图如图 5 所示。
2．4 报警器电路
的传统方式，提高了折弯测试的效率和稳定性，节约了人力，简
化了测试过程，降低了企业的运营成本。
图4
［收 稿 日 期 ：2013．8．25 ］
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
（上接第 130 页）
［2］Maxim Integrated Products,Maxim Linear Charger for Single－
为输入，脚 3 接地（称作 A 连接方法），相当于非门的传输，若希
望在传输过程中不改变逻辑状态，则从脚 3 输入，脚 2 接高电平
（称作 B 连接方法）。V0（6 脚）是电压输出端，在实际应用时必须
要加一个上拉电阻 RL。
在本系统中 ，采用 A 连接方法 ，＋（2 脚）是发光二极管 的 正
极，作为信号的输入端，通过串联一个 0．51K 的限流电阻后连接
130
基于 MSP430 单片机的智能锂电池充电器设计
图 3 充电控制电路图
ISET 与 GND 的外部电阻来设定，选择电阻通过如下公式（1）：
IFASTCHG ＝1400 ／ RRET
（1）
式中 I， FASTCHG 的单位是安培，RRET 的单位是欧姆 ，通 过 计 算 ，
ISET（4 脚）串联一个 2．7K 电阻到地来设置最大充电电流。
二极管发光，经片内光通道传到光敏二极管，反向偏置的光敏管
光照后导通，经电流－电压转换后送到与门的一个输入端，与门
的另一个输入为使能端，当使能端为高时与门输出高电平，经输
出三极管反向后光电隔离器输出低电平。 当输入信号电流小于
触发阈值或使能端为低时，输出高电平，但这个逻辑高是集电极
开路的，可针对接收电路加上拉电阻或电压调整电路。 若以脚 2
入标准充电过程。 标准充电过程为：以设定电流进行恒流充电，
电 池 电 压 升 到 4．20V 时 ， 改 为 恒 压 充 电 ， 保 持 充 电 电 压 为
4．20V。 此时，充电电流逐渐下降，当电流下降至设定充电电流的
1 ／ 10 时，切断供电电源，并发出声音报警，表示充电结束。 由 此
可将充电过程划分为：预充、快充、满充、断电和报警五个阶段。
智能化的功能。 其实严格从充电电路上分析，只有极少数充电器
才能被称为真正意义上的微电脑控制（单片机控制）。 针对上述
问题， 本文设计了一款基于 MSP430 单片机的智能手机锂电池
充电器，该充电器能够对电池的充电、断电和报警进行控制，具
有智能化、低功耗等特点。
1 设计思路
本系统主要包括
MSP430 单片机、 充电
报警器的主要器件是轰鸣器。 其主要作用是与单片机的
P6．7 口连接，在充电完成时 ，在 单 片 机 的 驱 动 下 发 出 声 音 ，提 示
图 5 光耦电路图
用户充电已完成。 3 软件设计
程序的总体设计思想是：没有任务请 求时系统工作在低功耗模式 LPM3，有任 务请求时采用中断唤醒 MCU 工作，完成 后返回低功耗 LPM3 模式，这种模式即所 谓的事件触发程序结构。 事件触发结构也 称为并发多任务结构，是一种将全部程序 都放在中断内执行的程序结构［5］。 图 6 是 软件总体设计框图。 一般主程序包含设 备驱动语句、一条休眠语句。 大部分时间 CPU 都 处 于 休 眠 状 态 ，这 是 低 功 耗 系 统 软件的首选结构。
经过上述的软、硬件设计，最终完成 图 6 软件总体设计框图 了智能化手机锂电池充电器，其 PCB 板 图如图 7 所示：
图 7 系统 PCB 板图
（下转第 132 页）
132
（3）折 弯 规 组 件
折弯规组件包括动力元件和
运动部件两部分。
1）动力元件。 马达固定在安
装底座上， 为了减少马达工作时
产生的噪音和振动， 我们在马达
下整个折弯规。
导向部分是在折弯过程中对电缆起一个导向固定作用，使
得 电 缆 在 规 定 的 角 度 （30°）内 上 下 往 复 运 动 。
（4）安 全 装 置
1）门关闭检测传感器：用于检测门的开闭状态，当在测试过
电缆折弯测试机的研制
程中如果门打开的话测试会立即中止， 再启动时需要先进行原 点复归操作，才可以重新开始测试。 重新开始测试时计数器会清 零；门打开的状态下无法启动原点复归与测试操作。
最 大 充 电 时 间 可 以 通 过 外 部 电 容 设 置 ， 电 容 接 在 CT 与
GND 之间，选择电容用如下公式（2）：
CCT ＝34．33×tCHG
（2）
式中，tCHG 的 单 位 为 小 时 ，CCT 的
单位为 nF。 在大多数场合，用 1C 速
率快速充电推荐 3 小时作为最大充
电时间， 以使正常充电不会被充电
大多数便携设备都使用充电电池供电， 随着充电过程的进
行，电池电压会缓慢地上升到一个峰值，此时充电终止，如果使
用普通充电器在电池充电终止点之后继续对电池进行充电，很
可能导致电池因过充而损坏，影响其使用寿命。 市场上很多充电
器都标榜自己采用微电脑控制， 包括一些价格非常便宜的鸭蛋
型微型旅充，事实上这些充电器并没有采用微电脑控制，也没有
《工业控制计算机》2013 年第 26 卷第 12 期
129
基于 MSP430 单片机的智能锂电池充电器设计
Design of Intelligent Lithium Ion Battery Charger Based on MSP430
谢志英 段荣霞 李明
（军械工程学院信息工程系计算机应用教研室，河北 石家庄 050003） （军械工程学院车辆与电气工程系电工电子实验中心，河北 石家庄 050003） （军械工程学院学员一旅，河北 石家庄 050003）
和安装底板间加装了减震垫圈。
马达的扭力输出通过皮带传动的
方式连接在折弯机构的旋转盘
上， 带动射频电缆沿折弯规进行
弯折动作。
2）运动部件。 折弯机的运动
部件由转动和导向两部分组成。
图3
转动部分由快速夹头、折弯规及旋转盘组成。 在设计中，为
了满足折弯规可快速更换的实际需要， 将旋转盘和折弯规都进
行了单独的设计， 通过手动简单的旋动两个螺栓即可方便的卸
2 硬件设计 2．1 单片机电路
本 系 统 工 作 在 主 频 为 32768Hz 时 钟 频 率 下 ， 当 电 池 充 满 后 ， 充 电 芯 片 MAX1898 的 引 脚 ／ CHG 发 送 的 脉 冲 电 平 会 由 低 到 高 ，单 片 机 检 测 到 ／ CHG 引 脚 的 跳 变 ，将 引 起 单 片 机 的 中 断 ， 单 片 机 通 过 程 序 检 测 ，若 充 电 完 毕 ，它 将 通 过 P2．1 口 控 制 光 藕 6N137，切断 6N137 向 MAX1898 的供电，同时单片机驱动轰鸣 器，发出报警声，提醒用户及时取出电池。 下图 2 为 MSP430 单 片机电路图。
图 2 系统电路图 2．2 充电控制器电路
本 系 统 中 充 电 控 制 器 的 核 心 元 件 是 MAX1898。 MAX1898 可对所有化学类型的 Li＋电池进行安全充电，它具有集成度高的 优点，实现了在小尺寸内集成了更多的功能，尽可能多地覆盖了 基本应用电路，只需要少数外部元件［2］。 其 最 大 特 点 是 ：在 不 使 用电感的情况下，仍能做到很低的功率耗散，可以实现预充电， 具有过压保护和温度保护功能， 且最长充电时间的限制可为锂 电池提供二次保护。 充电控制电路如图 3 所示。
4 结束语
Cell Li＋ Battery[J]． USA,2002
实际测试表明，该充电器的智能化程度高，充电效率高,克 服了普通充电器功能单一、可靠性差并且效率低的缺点，并具有 体积小、质量轻、功能完善的特点，非常适合于便携式产品的应 用,因而具有较高的推广价值和广泛的应用前景。
［3］邵 晖 ，舒 嵘．光 耦 隔 离 器 6N137 的 特 性 和 应 用．电 子 技 术 （上 海 ）［J］． 1996（2）
图5
4 测试
选取一段长度合适的电缆；将待测样品穿过电缆导向装置，
打开折弯规上快速夹具将待测试电缆固定在夹具上； 设置或确
认折弯次数进行折弯测试； 当达到设定的折弯次数后设备会自
动停止并有相应的声光报警； 确认无误后按停止按钮结束测试
过程，此时声光报警会解除并计数器复位。
5 结束语
实践应用证明， 使用电缆折弯测试机改善了依靠手工折弯
图 3 中 ，IN（1 脚 ）作 为 电 压 输 入 端 ，为 MAX1898 输 入 工 作 电压。 ／ CHG（2 脚）与单片机的 P1．1 口相连，当充电完成时，向 单片机发出一个电压变化的信号［3］。 MAX1898 充电电流通过线 性 控 制 外 部 晶 体 管 PMOS 或 PNP， 最 大 的 充 电 电 流 通 过 连 接
摘要 应用 MSP430 单片机设计制作了智能化、低功耗、新型手机锂电池充电器，它替代了传统的充电器 ，能 够 有 效 地 解 决 传 统充电器在电池充电终止点之后继续对电池进行充电的问题，从而减少了安全事故的发生。 关键词：智能充电器，MAX1898，MSP430 单片机，充电保护